Учёные обнаружили спрятанный внутри сердца «мозг»

Новое научное исследование, проведённое в Йельском университете в США, результаты которого опубликованы в научном журнале Cellя, показали, что в сердце есть небольшая сеть нейронов, способных контролировать жизненно важные функции организма. Эта нервная система участвует в регулировании сердечных ритмов, а также защищает орган в физических или физиологических стрессовых ситуациях.

Исследователи проанализировали так называемую внутреннюю сердечно-нервную систему - нейронную сеть, расположенную в жировой ткани, окружающей сердце. И хотя она составляет лишь 0,01% клеток этой ткани, этот набор функционирует как локальный командный центр. По мнению учёных, эти нейроны взаимодействуют друг с другом и получают информацию, передаваемую головным мозгом.

Часто «вторым мозгом» называют кишечник, поскольку в нём размещена обширная сеть нейронов, связанных с пищеварением и выработкой гормонов. Но до сих пор оставалось неизвестным, что у сердца есть собственная нервная система, хотя и гораздо меньших размеров. Она представляет собой заключительную стадию сложной нейронной цепи, отвечающей за управление сердечной деятельностью. Для изучения этой сети учёные использовали генетически модифицированных мышей. Нейроны внутренней сердечной системы были отмечены и подвергнуты генетическому секвенированию. Анализ выявил два основных подтипа нервных клеток: нейроны Npy+ и нейроны Ddah1+.

Каждая группа выполняла определённые функции в защите сердца. Эксперимент показал, что эти нейроны не только выступают в роли передатчиков сигналов, передаваемых мозгом, но и обрабатывают информацию локально, помогая определить, как сердце должно реагировать на различные ситуации. Как отмечалось в исследовании, мало что известно о работе этих клеток и их значении для сердечно-сосудистого здоровья. Теперь новое исследование помогло прояснить, как разные группы нейронов напрямую влияют на сердцебиение и защиту сердца.

Первоначальные тесты показали, что нейроны Npy+ играют важную роль в контроле сердцебиения. Стимуляция этих клеток снижала частоту сердечных сокращений анализируемых животных. Однако устранение нейронов привело к серьёзным последствиям. У лабораторных мышей развилась сердечная недостаточность, и они умерли после удаления этой группы клеток. По словам авторов, результаты показывают, что нейроны Npy+ помогают замедлять работу сердца, когда оно чрезмерно ускоряется. Их присутствие также оказалось незаменимым для поддержания нормальной активности органа.

Эти нейроны проявляли иное поведение в ходе первоначальных экспериментов. Активация или удаление этих клеток не вызвало значительных изменений в организмах животных. Такое первоначальное отсутствие эффектов заставило исследователей предположить, что функция группы будет ограничена. Однако неожиданное наблюдение полностью изменило эту интерпретацию. Во время рутинной процедуры по измерению артериального давления один из учёных заметил, что мышь без этих нейронов умерла после осмотра. Тот же результат наблюдался и у других генетически модифицированных животных. Повторение смертей побудило команду исследовать возможную связь между нейронами Ddah1+ и стрессом. Эксперименты подвергали мышей различным ситуациям физического и физиологического давления. Большинство из них без этой группы нейронов не выдерживали стимулов. Результаты показали, что отсутствие клеток делало сердце гораздо более уязвимым в моменты стресса. В нормальных условиях нейроны Ddah1+ оказывают нагрузку мало непосредственного влияния на биты. Но их функция становится решающей, когда организм сталкивается с ситуациями, требующими более интенсивного сердечного ответа.

Учёные утверждают, что подтипы нейронов, выявленные у мышей, были обнаружены и у людей. Однако функциональные эксперименты проводились только на животных. Новые исследования должны прояснить, выполняют ли нейроны Npy+ и Ddah1+ схожие функции в сердце человека. Подтверждение этого может расширить понимание контроля сердцебиения и защиты сердца во время стресса. Это исследование показало, что сердце не только зависит от команд, посылаемых мозгом для контроля своей активности, но и имеет собственную сеть, способную интерпретировать сигналы и корректировать сердцебиение в соответствии с потребностями организма.